스피루리나(Spirulina) 대량 인공 배양 성공

[유토피아]

대량 광생물 반응기를 이용한 스피루리나
최적화 생산 공정 개발과 최상의 품질을 유지하는 광생물 반응기를 개발하여 상용화였으며. 확립된 시스템을 이용하여
스피루리나의 최적화된 배양조건(온도, 조명, 이산화탄소 고정 및 용존 산소 탈기, 유속)을 인위적으로 통제 조절 가능한
대량 배양 기술로 확보하고, 밀폐형(close) 시스템을 조성하여 외부로부터 전해지는 유해 요인에 대한 안정성을 확보하여,
미세조류를 활용한 산업화에 획기적인 변화를 가져올 수 있는 시스템을 개발하였다"고 밝혔다.
일반적으로 스피룰리나는 기후와 환경이 적합한 일부 지역에서 노지 배양되어 수요를 충족하고 있는 수준에 이르고 있다.

                    스피루리나(스피룰리나(spirulina))

스피루리나(Spirulina)는 35억년 전에 탄생한 최초의 광합성 생명체로서, 이름은 ‘나선형 모양을 하고 있는 미생물’이라는 어원에서 유래되었습니다.
1827년 독일의 해양학자 Turpin이 민물에서 처음 스피루리나를 분리하였고 Spirulina라고 명명하였습니다.

스피루리나는 이들이 자생하는 호수 주변에 살던 원주민들의 식품으로 이용되었으며 16세기 아즈텍인 마야인들의 주식이었습니다.

스피루리나는 생물체가 필요로 하는 모든 영양소, 특히 단백질과 녹황색 야채가 가지고 있는 영양성분이 풍부한 고단위 천연 엽록영양소로서 인체에 필요한 5대 영양소(각종 단백질 , 탄수화물 , 각종미네랄 , 지방 , 각종비타민) 와 2~3만 가지 종류의 고른 영양소가 함축되어 있습니다.

각종 성분이 인체와 거의 같은 비로 구성되어 있어 체내 소화흡수율이 95% 이상이며, 소화기능이 약화된 환자, 노약자, 유아등이 섭취할때 효과가 크며 장기간 복용하여도 영양에 불균형을 일으키지 않는 강 알카리성 완전식품입니다.

건강식품으로서의 안전성과 영양면에서 완전식품으로 국제연합(UN), 세계보건기구(WHO)와 미국식품의약국(FDA) 등에서 공식 인정받은 식품입니다.
특히, 현대 첨단기술의 결정체인 우주선에 승선하는 우주인들의 비상식량으로 미국항공우주국(NASA)에서 결정한 식품입니다.
또한, 국제연합식량농업기구(FAO)에서는 인류미래식량으로 지정하였으며. '어린이도 안심하고 섭취할수 있는 이상적인 영양보조식품'이라고 인정하고 있습니다.

최근까지 스피루리나의 영양면, 질병과의 연관성, 대기오염과의 관계등에 관한 연구에 세계각국 학자들에 의하여 발표된 논문이 1,000여편 이상이며 730여 건의 특허가 등록되고 있어 미래가치와 상업적 가치가 인정되었으며, 현재 세계 70여국에서 건강기능식품으로 좋은 평을 받고 있습니다.

 백과사전 : 스피리루나는 시아노박테리아의 일종으로 해수와 염도가 높고 강한 알칼리성을 지닌 열대지방의 더운 물에서 번식한다. 식물과 동물의 혼합형태이다. 구성 성분은 단백질 60∼70%, 지질 6∼9%, 탄수화물 15∼20%로 이루어져 있다. 그리고 비타민·무기질·섬유소 등을 함유하고 있다. 또 카로티노이드, 클로로필, 피코시아닌 등의 색소가 들어 있다. 필수아미노산을 모두 함유하고 있으며, 필수지방산인 리놀렌산, 감마리놀렌산도 풍부하다. 또한 소화흡수율이 95%이상으로 소화가 잘 되는 것이 장점이다.

생명유지시스템(CELSS)과 면역기능이 우수하고 방사능 치료에 효과가 있어 NASA(미국항공우주국)와 일본 과학기술청, 국제 항공우주기술연구소가 우주식품으로 개발하고 있다. 또 FDA(미국식품의약국), WHO(세계보건기구), UNICEF(국제연합아동기금), FAO(국제연합식량농업기구) 등 UN(국제연합) 산하 국제기구들이 안전성을 인정하였다. 러시아에서는 방사능 치료약으로 특허를 받기도 하였다. 최근 건강보조식품으로 이용된다.

스피루리나(Spirulina)는 남조류에 속하는 다세포 미생물이다. 이디오피아원산으로 클로렐라등과 함께 장래의 단백질원으로 주목되고 있다. 태양에너지로 이산화탄소를 동화하여 생육한다. 청록색으로 형상은 나선형이다. 길이 300~500μ, 너비 8μ, 약 30종이 알려져 있고 열대지방의 염호에 자생한다.

단백질의 함유량은 60%이상, 그밖에 필수아미노산, 지방, 몇 종의 비타민, 각종 색소를 함유한다.

식품공전 원재료분류에 조류로 분류

비만 치료에 쓰임. 체중 감량식을 할 때 단백질 성분으로 쓰인다.

어떤 부작용도 보고되지 않았다. 다만 오염된 물속에 서식하던 Spirulina는 납, 수은, 카드뮴 등의 중금속이 농축 되어 있을 가능성이 있으므로 주의가 필요하다.

콩·쇠고기보다 단백질 함량 높고 비타민·칼슘도 풍부한 완전식품   암·간 질환 예방, 당뇨에도 탁월

콩.쇠고기.가다랑어.참치.계란….

우리가 섭취하는 식품 가운데 단백질이 가장 많이 든 것은 무엇일까? '밭에서 나는 쇠고기'로 통하는 콩의 단백질 함량이 39%로 쇠고기.가다랑어.장어의 23~26%보다 높다. 계란은 12%에 불과하다.

하지만 최고는 따로 있다. 지구에서 가장 오래된 조류(藻類.algae)인 스피루리나다. 단백질 함량이 60~70%인, 한마디로 '단백질 덩어리'다. 스피리루나의 단백질은 양과 질 면에서 탁월하고, 소화가 잘되며, 체내 흡수율은 95%에 달한다. 스피루리나는 원래 나선형 미생물이지만 현재 시판 중인 것은 스피루리나를 인공 배양한 뒤 가열.건조해 만든 것이다.

정부가 건강기능식품으로 고시한 스피루리나의 건강 효과와 잘 고르는 법을 알아보자.

◆ 핵심 건강 성분은 단백질 = 스피루리나는 분명 약이 아니지만 다양한 질병의 예방.치료 효과를 지닌다.

첫째는 면역 증강 효과다. 단백질 덕분이다. 우리 몸 면역계의 정예부대인 항체.림프구가 단백질로 구성돼 있다. 일본 여자영양대학에서 스피루리나를 첨가한 사료를 쥐에게 먹인 결과 항체의 양이 증가하는 경향을 보였다.

둘째, 암 예방. 역시 단백질이 주역이다. 면역 담당세포인 림프구가 찾아내 죽이지 못하는 상태가 장기간 지속되면 암이 생긴다. 림프구를 만들어내는 과정에서 단백질이 반드시 필요하다는 것.

셋째, 간질환 예방. 유해산소의 공격을 받은 간세포를 재생하는 과정에서 단백질이 한몫한다는 것이 근거다. 이때 베타 카로틴.피코시아닌 등 스피루리나에 든 항산화 물질도 함께 기여한다.

넷째, 혈당 조절. 당뇨병 환자의 체내에선 지방이 잘 연소되지 않아 지방을 에너지원으로 활용하는 데는 한계가 있다. 당질도 대안이 될 수 없다. 혈당을 올리기 때문이다.

그래서 일본에선 스피루리나를 2형(성인형) 당뇨병 환자가 가장 많이 찾는다. 스피루리나의 단백질이 에너지원이 돼 당뇨병 환자의 허기를 줄여주고 기운이 나게 하며, 혈당 조절에도 도움을 준다고 여겨서다. 일본 도쿄의과치과대에서 스피루리나를 하루 7~10알씩 3~60일간 당뇨병 환자에게 제공했다. 48세 남성 환자는 공복시 혈당이 투여전 128에서 60일 후 96으로 떨어졌다. 176에서 102로, 212에서 180로 낮아진 사례도 있었다.

◆ 각종 영양소가 골고루 든 완전 식품 = 스피루리나는 단백질 외에도 비타민 B군.E 등과 칼슘.철.칼륨 등 미네랄이 골고루 들어 있다. 녹황색 채소에 든 건강성분인 클로로필(엽록소).베타 카로틴의 함량도 높다. 스피루리나 4g=녹황색 채소 40g이란 등식이 제시될 정도다. 유해산소를 없애는 항산화 색소인 피코시아닌과 강력한 항산화 효소인 SOD도 함유돼 있다. 따라서 이것만 먹고 지내도 꽤 오래 버틸 수 있다. 그래서 '완전식품'이란 일부의 평가까지 받았다. 미국에선 의대 교수와 학생 50명이 107일간 스피루리나만 섭취하고 지냈는데 건강에 별 이상이 없어 화제가 되기도 했다. 각종 영양소가 골고루 들어 있다는 게 장기간 편식을 하거나 끼니를 자주 걸러 영양이 부족해진 어린이에게 스피루리나를 권하는 이유다.

◆ 질 좋은 스피루리나 고르는 법 = 스피루리나의 건강효과가 알려지자 가짜 또는 질이 떨어지는 제품들이 쏟아져 나오고 있다. 소비자의 안목이 필요하다는 것. 스피루리나의 진위 여부를 가정에서도 쉽게 판별할 수 있는 방법이 있다. 물에 놓을 때 청남색의 피코시아닌이 새 나오면 진품이다.

스피루리나의 배양에서 수확까지 모든 과정이 자동화(연속식)돼 있는지 확인하는 것도 중요하다. 이런 제품이어야 연중 언제 생산됐느냐와 무관하게 늘 일정한 품질을 지닌다. HACCP나 GMP 시설에서 생산된 제품을 사는 것이 현명하다. 기술.위생 면에서 신뢰성이 더 높기 때문이다.

생산할 때 저온(40도 이하)에서 말렸는지 고온(60도 이상)에서 건조시켰는지도 물어보자. 효소 등 건강 성분은 낮은 온도에서 건조한 제품에 더 많이 남아 있다.

스피루리나 원재료는 아프리카와 중남미(열대나 아열대)의 호수에서 자란 것이 좋다. 그러나 꼭 자연산일 필요는 없다. 인공 배양한 것이 더 낫다는 평가도 있다. 자연산은 품질관리가 잘 안 되고 환경오염물질의 혼입 가능성이 있다는 이유에서다. 유당.스테아린 등 부형제를 쓰지 않은 것이 체내 흡수율이 더 높다는 사실도 기억하자.

스피루리나를 담은 용기가 햇빛과 공기를 잘 차단하는지도 살펴야 한다. 항산화 성분이 빛과 산소에 약하기 때문이다. 보관은 저온에서 하는 것이 원칙이다.

도움말=이화여대 식품영양학과 김화영 교수, 이에스바이오텍 이동수 회장.한병훈 생명과학연구소장(서울대 약대 명예교수), 한국보건영양연구소 박명윤 이사장

http://healthcare.joins.com/zone/news/article.asp?mKey=20060710175712378942&mcode=001">　[출처 : 중앙일보][2006.07.10. 17:59 입력]

스피루리나(Spirulina)

남조식물(藍藻植物) 흔들말과의 조류(藻類).

분류 : 남조식물 흔들말과
원산지 : 에티오피아
서식장소 : 열대 지방의 염호
크기 : 길이 300∼500μm, 나비 8μm

1. 개요
스피루리나는 생김새가 용수철 모양으로 "꼬였다."(SPIRAL)라는 라틴어의 어원이다. 스피루리나는 35억년전 지구가 용암분출과 이산화탄소로 생명체의 생존이 불가능 할때 광합성으로 이산화탄소를 자양분으로 자라면서 대기에 산소를 증가시켜 지구에 생명체의 성장의 발판을 마련했다. 스피루리나는 식물성,동물성,해조류,박테리아의 4가지 생명체의 성격을 띤 플랑크톤류의 길이 0.3~0.5mm, 폭 0.005~0.008mm의 청색 미세남조류(Micro Blue Green Algae)의 원핵다세포 미생물로서 멕시코와 아프리카 등지에서 자생한 16세기 아즈텍인,마야인들의 주식이었다. 바닷물보다 6~7배 더 짠 염호와 섭씨 40도의 고온과 수온이온 농도 pH 9~11의 강알칼리성 환경에서만 잘자라는 강한 생명력을 가지고 있다. 스피루리나는 인체의 생명유지에 필요한 5대영양 49가지 영양소에는 2~3만여가지의 고른 영양원소가 함축되어 있을뿐 아니라 인체와 거의 같은 구성비로 이루어져 소화흡수율이 95%나 된다.
스피루리나는(SPIRULINA)는 스피루리나과로 분류된 청록색의 남조류로 폭10마이크론,길이 300~500 마이크론의 나선형을 하고 있으며, 끈질긴 생명력으로 이미 30억년 전부터 지구상에 츨현한 조류식물로서 인체에 필요한 영양분을 고루 함유한 스피루리나는 현대에 이르러 건강보조식픔으로 새롭게 개발되었습니다

2. 구성성분
스피룰리나에는 식물성 단백질 70퍼센트(소고기는 동물성 단백질 18퍼센트), 카로틴 100~200㎎/100g(카로틴은 체내에서 비타민A로 변화됨), 식물성 지방산 8퍼센트, 비타민류인 A, B1, B2, B6, B12, E, 니코틴산, 엽산, 판토텐산이 다량 함유돼 있고 핵산, 피코시아닌, 그리고 클로로필, 철, 칼슘 등이 들어 있다

3. 효과
카로틴과 핵산은 활성산소를 무해화시킨다. 즉 노화를 지연시켜 젊음을 오래 유지시켜 준다. 또 고함량의 비타민B12와 철은 혈액 내의 적혈구를 증가시켜 준다. 그러므로 유아, 병약자의 최고 영양식으로 적합하다. 또 면역기능(자가치유력)을 높여주며, 혈중 콜레스테롤을 감소시키고, 미네랄의 흡수율을 높여준다. 또 1.6퍼센트나 되는 엽록소는 강력한 살균작용, 심장기능 강화, 변비해소작용, 빈혈의 예방과 치유에 효과를 나타낸다. 고대 멕시코에 있던 아즈텍과 마야문명 유지에 큰 도움을 준 것이 바로 이 스피루리나이며, 지금도 아프리카 차드 호 주변에 사는 주민들의 중요 단백질원이 되고 있다. UN식량농업기구에서는 스피루리나를 인류의 미래식품으로 지정하였으며 우주항공사들의 우주식품으로 연구중에 있다. 스피루나는 체질개선, 위궤양, 간장질환, 당뇨병, 췌장염, 백내장, 원형탈모증, 백혈구감소증에 대한 치료효과가 있고, 암예방, 다이어트 보조식품, 항스트레스작용 등이 있다.

     스피루리나(Spirulina)도 클로렐라 (Chlorella)에 비하여 뛰어난 점이 많습니다.

                스피루리나와 클로렐라와의 차이점 

1, 소화 흡수가 좋고, 영양성분이 낭비가 없이 흡수가 됩니다. 소화흡수율이 95%(동물 시험 결과)로 높고, 영양 성분의 단백질, 비타민, 미네랄 등이 효율적으로 이용이 됩니다.(클로렐라는 : 60~82%)

2, 베타카로틴을 3배이상 함유, 베타카로틴은 면역력의 유지, 점막의 보호에 도움이 되는 중요한 영양소입니다. 하루20정으로 6mg의 베타카로틴을 섭취할 수 있습니다. (클로렐라 60알에 상당)

3, WHO(세계보건기구)가 안전성과 영양가를 높게 평가, 스피루리나를 <어린이도 안심하고 섭취할 수 있는> 이상적인 영양 보조 식품이라고 인정하고 있습니다.

 그 외에 알칼리성 식품은 건강유지를 위하여 적극적으로 섭취하는 것이 바람직 합니다.  알카리도는, 클로렐라의 20-25에 대하여, 스피루리나는 40이상으로, 고 알칼리성 식품이라고 할 수 있습니다. 야채류의 알카리도는 대체로 10~15입니다.

 

스피루리나와 클로렐라
 

미세조류(microalgae)가 식품으로 이용되고 있는 것은 스피루리나 외에도 여러 가지가 있다. 그 중 현재 우리나라에서 조류 식품으로 이용되고 있는 건강보조식품중에는 클로렐라가 있다. (표 1), (표 2) 이들은 모두 조류의 일종이나 실제로 커다란 차이가 있다.

스피루리나는 남조류이고 클로렐라는 녹조류에 속한다. 스프링처럼 나선형태로 남색을 띠고 있는 스피루리나에 비해 클로렐라는 구상이며 녹색을 하고있다
.
.또한, 클로렐라도 높은 영양가를 지니고 있는 것으로 알려져 있으나 세포벽이 단단하며, 소화흡수율은 60%인 것에 비해 스피루리나의 흡수율은 약95%이므로 먹으면 거의 모든 영양소가 흡수된다.

둘 다 엽록소를 가지고 있으며 광합성을 하는데 클로렐라의 엽록소는 클로로필 a, 클로로필 b, 이며 이것이 동화작용을 한다. 그러나 스피루리나에는 클로로필 a만 존재한다.

그 대신 피코시아닌이 클로로필 a와 동화작용을 한다.                                                                                                  

 (표 1) 스피루리나와 클로렐라와 비교표                                                                                                               

	항목	스피루리나	클로렐라
역사	탄생 (지구=45억년전)	약 35억년전	약 20억년전
	발견	1827년 독일인	1890년 네델란드인
	연구개시, 발표등	1967년 국제확회 1974년 UN	1917년 독일 1942년 각국
	양산개시	1978년 DIC	1964년 일본
분류	조류	남조류	녹조류
	형태	나선형	구형
	세포	다세포	단세포
	크기	길이 1/2mm(500μ)	직경 1/200mm(15μ)
효율	세포벽	얇다	두껍다
	소화흡수	95%	60~82%
	변의 색	채소와 동일	녹색이 되기 쉬움
	입자의 감촉	씹기쉽다	씹기어렵다
환경	기온	고온	중온
	배양지	강알칼리성	약산성
	식품의 알카리도 (채소 10~15)	40~45	20~25
성분의예 (100g중)	카로틴	80~270mg	5~75mg
	비타민 B12	0.08~0.2mg	-
	비타민C	-	20~25
	칼륨	1500~2200mg	약산성
	클로로필	900~1600mg (a 타입의 형)	약산성 1500~4000mg (a+b 타입의 형)
	피코시아닌	강알칼리성35~10	0

(표 2) 아미노산의 비교표(100g중)

아미노산 종류	스피루리나	클로렐라	콩	쇠고기	달걀	공미리
이소류신(Isoleucine)	3.3~3.9	3.90	1.80	0.93	0.67	0.83
류신(Leucine)	5.9~6.5	6.01	2.70	1.70	1.08	1.28
리신(Lysine)	2.6~3.3	3.60	2.58	1.76	0.89	1.95
메티오닌(Methionine)	1.3~2.0	0.61	0.48	0.43	0.40	0.58
시스틴(Cystine)	0.5~0.7	0.48	0.48	0.23	0.35	0.38
페닐알라닌(Phenyl alanine)	2.6~3.3	3.00	3.00	0.86	0.65	0.61
티로신(Tyrosine)	2.6~3.3	2.53	2.53	0.68	0.49	0.61
트레오닌(Threonine)	3.0~3.6	2.30	2.30	0.86	0.59	0.99
트립토판(Tryptophan)	1.0~1.6	0.59	0.59	0.25	0.20	0.30
발린(Valine)	4.0~4.6	3.30	3.30	1.05	0.83	1.02

 (* 일본 DIC 헬스케어 홈페이지에서 발췌)

미국 조류(Algae)협회 논문중 

원말등급이 가장 최상위에 올라있는 
스피루리나 패시피카(Spirulina platensis Pacifica)와 
스피루리나 바이오팩터(Spirulina platensis Biofactor)가 최상급 원말로 나왔으며 
그 아래 등급이 스피루리나 맥시마(Spirulina maxima)원말입니다.

 
스피루리나 과학적 분류
과(科): Cyanobacteria
속(屬): Arthrospira
종(種): Platensis (about 36 spicies)

 
아래 우수한 품종 등급별로 스피루리나를 나열되어 있습니다.


1.Spirulina platensis Pacifica
2.Spirulina platensis Biofactor
3.Spirulina maxima
4.Spirulina corakiana
5.Spirulina crispum
6.Spirulina labyrinthiformis
7.Spirulina laxa
8.Spirulina laxissima
9.Spirulina major
10.Spirulina meneghiniana
11.Spirulina nordstedtii
12.Spirulina princeps
13.Spirulina subsalsa
14.Spirulina subtilissima
15.Spirulina tenerrima
16.Spirulina weissii
17.Spirulina cyanophyceae


바이오팩터 스피루리나와 골드패시피카 스피루리나의 종은 
스피루리나 플라텐시스(Spirulina platensis)종으로 하와이 코나섬에 위치하고 
있는 Cyanotech사의 조류(Algae)연구소에서 플라텐시스종을 1983년 이후부터 현재까지 
플라텐시종을 수천회 개량,발전시킨 종의 원말을 사용하여 탄생된 제품들인 골드패시피카(1983년)와 
바이오팩터(2000년)라는 상업적 이름 가지고 출시되었습니다. 
바이오팩터와 골드패시피카에 함유된 스피루리나 원말의 
정확한 과학적 학명은: Spirulina pratensis, S. platensis입니다.

[tngid]

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